Υπολογιστική διερέυνηση μη-μόνιμων, ατριβών ροών γύρω από κινούμενα και παραμορφούμενα στερεά σώματα με τη μέθοδο των τεμνομένων κυψελών (cut-cell) - Νάτσικας, Αθανάσιος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Μηχανολόγων Μηχανικών. Τομέας Ρευστών. Εργαστήριο Θερμικών Στροβιλομηχανών, 2017)
Η διπλωματική αυτή εργασία αποτελεί διερευνητική μελέτη σε μεθόδους και λογισμικό υπολογιστικής ρευστοδυναμικής, για την επίλυση ατριβών, διδιάστατων, συμπιεστών ροών εξωτερικής και εσωτερικής αεροδυναμικής με χρονικά μεταβαλλόμενα στερεά όρια. Χρησιμοποιείται η προσέγγιση μη-οριόδετων πλεγμάτων/εμβαπτιζόμενων ορίων (Immersed Boundary method), εφαρμόζοντας πιο συγκεκριμένα την τεχνική των τεμνομένων κυψελών (cut-cell), σε επιλύτη ροής των εξισώσεων Euler με διακριτοποίηση πεπερασμένων όγκων, ανεπτυγμένων στη Μονάδα Παράλληλης Υπολογιστικής Ρευστοδυναμικής & Βελτιστοποίησης του ΕΜΠ. Βασικό σενάριο μελέτης αποτέλεσε η βιομιμητική περίπτωση της κυματόμορφης λίκνισης των χελιών (Anguilliform locomotion), με πρωταρχικό στόχο την αξιολόγηση των δυνατοτήτων του λογισμικού τεμνομένων κυψελών σε πολύπλοκα κινούμενες γεωμετρίες. Ταυτόχρονα, όμως, γίνεται βασική έρευνα στην αεροδυναμική των λικνιζόμενων αεροτομών, εξετάζοντας παράλληλα την δυνατότητα παραγωγής πρόωσης μέσω τέτοιων διατάξεων. Επιπλέον, μελετάται η διδιάστατη περίπτωση της συμπιεστής, ατριβούς, ροής που περιρρέει δύο παραλλήλως τοποθετημένους κυλίνδρους, με διάκεντρο κάθετη στην επ’ άπειρο ροή, οι οποίοι εκτελούν αρμονική κίνηση προσέγγισης-απομάκρυνσης. Το πρόβλημα αυτό, εξετάζει την ικανότητα πρόλεξης ροών του λογισμικού, σε περιπτώσεις όπου υφίσταται αλληλεπίδραση ροών γύρω από δύο στερεά σώματα. Τέλος, επιλύεται η διδιάστατη, ατριβής, συμπιεστή ροή δια μέσου της σταθερής πτερύγωσης ενός ιδεατού ακτινικού συμπιεστή, ένα μείζονος σημασίας θέμα για τη διερεύνηση της ικανότητας πρόλεξης του λογισμικού τεμνομένων κυψελών, σε ροές με πολυάριθμα στερεά σώματα.